原代細胞培養(yǎng),也稱初代培養(yǎng),是將動物機體的各種組織從機體中取出,經各種酶(常用trypsin)、螯合劑(常用EDTA)或機械方法處理,分散成單細胞,置合適的培養(yǎng)基中培養(yǎng),使細胞得以生存、生長和繁殖。原代培養(yǎng)的基本過程包括取材、 培養(yǎng)材料的制備、 接種及培養(yǎng)等步驟,原代培養(yǎng)的方法很多,基本和常用的是組織塊培養(yǎng)法和分離細胞法。
1、組織塊培養(yǎng)法
基本操作過程
1)用培養(yǎng)液濕潤所取組織材料,并用鋒利的眼科剪將附在其上的脂肪和結締組織去除干凈。再用平衡液 (PBS )或 Hanks 液漂洗; 用鋒利的眼科彎剪將組織塊剪成小塊; 再用 PBS或 Hanks 液漂洗多次,直至液體不渾濁、無油滴、清亮為止。
2)用濕潤的吸管吸取切碎的組織塊,輕輕吹到培養(yǎng)瓶皿中,并將其按一定間距均勻放在培養(yǎng)瓶底壁上,量不要過多,要將組織塊切面貼在培養(yǎng)瓶底壁上。
3)將培養(yǎng)瓶翻轉,使瓶底朝上,在種植了組織塊一側的對側面加足培養(yǎng)液,勿使組織塊與培養(yǎng)液接觸,塞緊瓶塞。
4)將種植了組織塊的一側朝上,靜置于 37℃培養(yǎng)箱中;待組織塊貼壁 1h 到 3h 后翻瓶,使貼壁的組織塊浸沒與培養(yǎng)液中,靜置。
5)每隔 2 到 3 天更換一次培養(yǎng)液,或者根據培養(yǎng)瓶種顏色的變化確定換液時間。
注意事項
1)剛接種后,組織塊粘附不牢固,觀察和轉移過程中動作要輕,以防引起液體振蕩,使組織塊漂起。
2)培養(yǎng)初期,要注意觀察有無細菌、霉菌污染。
3)原代培養(yǎng)要及時觀察,記錄。
4)過3-5天,需要換液以除去漂浮組織塊和殘留的血細胞,保證原代細胞正常生長。
2、分離細胞培養(yǎng)法—貼壁型細胞培養(yǎng)
基本操作過程
1)首先用細胞分散法收獲細胞,隨時吸取少量消化液在鏡下觀察,并根據組織是否分散成細胞團或單個細胞,采取終止消化措施。用篩網濾掉未消化的組織塊。
2)低速離心細胞懸液,棄掉上清液,加入含血清的培養(yǎng)液,輕輕吹打制成細胞懸液,計數(shù)并用培養(yǎng)液調整細胞密度。
3)根據培養(yǎng)的細胞類型和實驗要求,用吸管吸取一定量的細胞懸液,加到培養(yǎng)瓶中。對于需要特殊底物的細胞,要先將底物涂一層于培養(yǎng)瓶皿底壁,然后接種細胞。
4)將培養(yǎng)瓶放入 37℃恒溫箱中培養(yǎng)。
5)每隔 2 到 3 天更換培養(yǎng)液一次或根據培養(yǎng)液顏色的變化確定換液時間。
注意事項
1)原代培養(yǎng)的分離細胞在初次接觸體外環(huán)境時,雖然被分散成單個細胞,但它們之間的互相影響還是存在的, 而且這種影響對細胞能否存活是非常重要的。在這些細胞之間能產生一些促生長的活性物質, 使細胞彼此互相促進存活和生長。如果接種的細胞密度過低, 細胞之間的促生長作用很小, 雖然營養(yǎng)物質很充足, 也很難使細胞適應從體內的組織環(huán)境到被分散后進入獨立生存環(huán)境的變化過程。 如果接種的細胞密度過大,會導致營養(yǎng)物質供應不足, 代謝廢物積累較快需要經常換液和傳代。
2)原代培養(yǎng)時初始培養(yǎng)在組織分散和分離細胞時細胞可能會受到嚴重的損傷。適當增大原代培養(yǎng)接種的細胞密度, 給培養(yǎng)的細胞提供更多的類似于在體內時細胞之間的相互作用, 會極大提高原代培養(yǎng)的細胞在體外存活率。待細胞適應體外環(huán)境后進行傳代培養(yǎng)時再以較低的密度接種和培養(yǎng)。
3)由于細胞之間的相互的內在聯(lián)系被打破,分離細胞在體外培養(yǎng)時經歷的生存環(huán)境改變很大,在體外存活和生長的難度相應增加。 對于貼壁依賴性細胞來說,盡快使接種的細胞貼壁,是決定培養(yǎng)能否成功的關鍵。可以在接種后先將培養(yǎng)瓶置培養(yǎng)箱內培養(yǎng) 3h 到 5h,由于細胞懸液中帶有少量培養(yǎng)液, 細胞即可以維持存活, 又可以很快接觸到培養(yǎng)瓶底壁, 是細胞迅速黏附于底物,待細胞貼壁后,再補足培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)。
3、分離細胞培養(yǎng)法—懸浮型細胞培養(yǎng)
操作過程
1)制備細胞懸濁液,計數(shù)并用培養(yǎng)液調整細胞密度。
2)在培養(yǎng)皿中加入足夠的培養(yǎng)液。
3)將欲接種的細胞接種到培養(yǎng)器皿中。
4)在培養(yǎng)皿內放入一個有聚四氟乙烯包被的磁棒。將培養(yǎng)皿封口,送入恒溫箱內。在磁力攪拌器上邊攪拌邊培養(yǎng)。若接種培養(yǎng)瓶或試管中,封口后可將培養(yǎng)器皿固定在恒溫搖床上,邊搖動邊培養(yǎng),無需放置磁棒。有些細胞也可以不用磁棒或磁力攪拌器,也不必使用恒溫搖床,接種于預先用硅脂包被的培養(yǎng)器皿內直接在培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)即可。
5)培養(yǎng)液略呈黃色換液。吸出部分舊培養(yǎng)液,加入新鮮培養(yǎng)液即可。
注意事項
1)進行懸浮細胞培養(yǎng)時必須保持細胞的懸浮狀態(tài)。可以通過增加培養(yǎng)液的黏度來幫助細胞呈懸浮狀態(tài),如給培養(yǎng)液中加入低濃度的透明質酸復合物。在有攪拌裝置的培養(yǎng)器皿內加入培養(yǎng)液是,以 5ml 為限度,否則攪拌時會產生氣泡對細胞造成傷害。使用這種方式需注意勿使攪拌速度過快, 否則即可使培養(yǎng)液溢出又容易造成污染。 如果培養(yǎng)液的量在 5ml 以下,可以采用旋轉瓶培養(yǎng)。給懸浮培養(yǎng)的細胞換液時要注意不要吸出細胞。
2)能夠進行懸浮培養(yǎng)的細胞,其生命力一般都比較旺盛,體外分裂增殖的速度較快,營養(yǎng)成分消耗大,換液時間隔一般較短。
原代培養(yǎng)的注意事項
1)在原代培養(yǎng)的 1 天到 2 天內,要特別注意觀察是否有細菌、真菌的污染,一旦發(fā)現(xiàn),要及時清除,防止造成其它細胞的交叉感染;
2)隨著培養(yǎng)的進程,培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物質被逐漸的消耗,營養(yǎng)成分越來越少,細胞代謝產物越來越多,有細胞呼吸過程中釋放出來的 CO 2 及其它產物如乳酸、丙酮酸等也逐漸增加。隨著酸性物質的增加,培養(yǎng)液中的 pH值越來越低,培養(yǎng)液的顏色也越來越黃。因此,在細胞培養(yǎng)的過程中,要注意培養(yǎng)液顏色的變化,并根據培養(yǎng)液的顏色來決定換液時間。正常情況下,培養(yǎng)液呈桃紅色;當培養(yǎng)液呈橙黃色時,細胞一般生長情況良好;呈淡黃色時,可能培養(yǎng)時間較長,營養(yǎng)不足,死亡細胞較多;呈紫紅色時, 可能是細胞生長狀態(tài)不好或已經死亡。所以, 應在培養(yǎng)液略黃時吸出部分舊培養(yǎng)液, 然后補加同等數(shù)量的新鮮培養(yǎng)液。換液過程中,不要吸出細胞,不要使培養(yǎng)液溢出培養(yǎng)瓶,避免各種微生物的污染。換液時,應將培養(yǎng)液事先預溫至 37℃。
一般培養(yǎng)一天,組織細胞即可在培養(yǎng)瓶皿底壁黏附并貼壁生長。 2 天到 3 天后,細胞恢復增殖活動。隨著培養(yǎng)時間的延長,細胞數(shù)量逐漸增多, 消耗的營養(yǎng)物越來越多, 需要換液的時間越來越短,當細胞逐漸長滿培養(yǎng)瓶壁并形成一單層細胞時,細胞之間相互發(fā)生接觸和聯(lián)系,逐漸產生接觸抑制作用,培養(yǎng)物生長速度減慢。 當培養(yǎng)物最后形成一層完整的細胞單層時,生長幾乎停止。在細胞高達 80%融合時就需要進行傳代了。
原代細胞培養(yǎng)實驗注意事項詳解
1)原代培養(yǎng)材料的選擇,盡量選取繁殖能力較強的組織,如胚胎、幼小的生物體或者腫瘤組織等。
2)要注意無菌操作。其操作要求應高于外科手術
3)整個取材操作要迅速,尤其孕鼠浸泡乙醇時間1min左右,不能過長,以確保胚胎細胞活性。
4)運用消化法時Pancreatic enzymes溫度應低于37℃,濃度只需平時消化細胞濃度的一半。因為此過程不像消化培養(yǎng)細胞時的1~10min,而是至少20min,先消化下來的細胞在此Pancreatic enzymes消化液中繼續(xù)消化了10min以上。所以Pancreatic enzymes不能作用過強,否則這些細胞易被損傷而不易生存。
5)如使用組織塊法,則應待組織塊略干燥,能黏附于瓶壁時再使之與培養(yǎng)液接觸,匆使組織塊漂浮起來。如果組織塊沒有黏壁,則細胞不易生長,即使生長也因沒有貼在瓶壁上,從而因不能觀察到而無法收集到生長的細胞。
6)原代培養(yǎng)操作時,也可以使用未添加血清的DMEM或PBS洗滌子宮、胚胎或組織塊等。
7)本實驗也可以使用新生乳鼠做培養(yǎng)材料。此時要將乳鼠浸入75%乙醇2~3min使皮膚充分消毒,由于乳鼠原代培養(yǎng)污染概率更高,故應小心操作,避免污染細菌。乳鼠原代培養(yǎng)細胞的存活率不及胚胎細胞培養(yǎng)的成功率。